介入手术后两小时内的脑机连接

该实验突破了介入脑电电极、血管内脑电采集等核心技术，完成了支架、导管等神经介入器械的研制，解决了传统有创脑机接口对脑区造成不可逆损伤的弊端，对推动我国脑科学发展具有重要意义。

近日，记者从南开大学获悉，由南开大学人工智能学院冯端教授研究团队领衔的国内首项介入式脑机接口技术在京成功完成动物实验。该技术只需通过类似心脏搭桥的微创手术就能实现脑机连接，整个手术植入过程可在两小时内完成。

首次在羊脑中实现介入式脑机接口。

脑机交互是脑科学的一个分支。它通过脑电信号检测技术获得神经系统的电活动变化，然后对这些信号进行分类识别，辨别引起脑电信号变化的动作意图，再利用计算机将人的思维活动转化为指令信号驱动外部设备，从而实现人脑对外部环境的直接控制，而不需要肌肉和周围神经的直接参与。

据冯端介绍，目前传统的脑机接口分为有创脑机接口和无创脑机接口。有创脑机接口需要通过开颅或颅骨钻孔将脑电传感器植入大脑。比如特斯拉CEO埃隆马斯克(elon musk)的Neuralink脑机接口需要直接从颅骨植入，这可能会导致患者大脑长期发炎。而无创脑机接口对人无害，脑电信号微弱，识别精度和实时性有限。

介入式脑机接口(BCI)是一种新的BCI模式。冯端的研究团队采用神经介入技术治疗中风。脑电信号传感器通过静脉植入运动皮层、视觉皮层等脑区后，神经支架扩张，电极压在靠近大脑的血管壁上，从而获得相应的脑区信号。这种技术最大的优点是不需要钻颅或开颅就可以获得脑电信号。

“经过查新，该实验是国内首次在羊脑中实现介入式脑机接口。突破了介入脑电电极、血管内脑电采集等核心技术，完成了支架、导管等神经介入器械的研制。解决了传统有创脑机接口对脑区造成不可逆损伤的弊端，对推动我国脑科学发展具有重要意义。”冯端说。

介入式脑机接口在医疗领域有着广阔的前景。

介入治疗需要医生在x光下进行。为了减轻医生的负担和辐射风险，本实验中的脑电极植入由河北工业大学张建华教授研究团队开发的介入机器人辅助。该机器人采用主从操作模式，由宣武医院神经外科主任医师马永杰在主控端操作，并成功完成部分血管造影。最后，将传感器植入羊的脑血管，成功采集到脑电信号。

“经过长期的临床应用和研究，植入人体血管的支架已经具有很高的安全性。事实上，通过介入式脑机接口，可以沿着血管植入传感器，连接并激活大脑区域，在不侵入大脑的情况下获取脑电信息。”冯端介绍道。

脑机接口(Brain-computer interface，BCI)技术实现了人脑与设备的直接交互，是实现人机一体化的途径之一，具有巨大的应用潜力。因此，目前各国都在积极发展脑机接口技术，探索该技术的应用。

法国杨奇煜团队研究脑电信号处理算法

在国内，南开大学成功研发了“脑控车”，这是国内首次由人脑控制汽车在真实道路上行驶；浙江大学完成了国内首例植入式脑机接口的临床改造，使患者能够利用大脑运动皮层的信号精确控制外部机械手和机械手，实现三维运动。

冯端表示，这项在动物大脑中进行的介入性脑机实验研究，可以提高重度瘫痪(中风、渐冻人等)患者的功能独立性。)引起的脑、脊髓、外周神经或肌肉的功能障碍，对癫痫、睡眠障碍、帕金森病等疾病的治疗具有重要意义，未来具有广阔的应用前景。